전위기어 (Profile-Shifted Gear)
한 줄 정의: 기어를 깎을 때 공구(기준 랙)를 표준 위치에서 옮겨 이의 모양과 두께를 바꾼 기어예요.
쉽게 풀면
이 수가 적은 작은 기어를 표준대로 깎으면 이의 뿌리가 너무 깎여 약해지는 언더컷이 생겨요. 이때 기어를 깎는 공구를 조금 바깥으로 옮겨 깎으면 이 뿌리가 두꺼워지고 튼튼해져요. 이렇게 만든 기어를 전위기어라고 해요.
왜 중요한가
기어 설계에서 강도, 중심거리 맞추기, 미끄럼률 조정에 필수적인 기법이라 동력전달장치 설계 논문과 규격에서 자주 등장해요.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"피니언에 +0.4의 전위계수를 적용하여 언더컷을 방지하고 굽힘강도를 약 15% 향상시켰다."
전위계수로 설계 변수를 조정한 효과를 보고한 문장이에요.
조금 더 깊게 보면
공구를 이동한 거리를 모듈로 나눈 값을 전위계수(x)라고 해요. 양의 전위는 공구를 기어 중심에서 멀리 옮기는 것으로 이 뿌리가 두꺼워지고 언더컷을 막아요. 한 쌍의 기어에 전위를 주면 중심거리와 물림 압력각이 바뀌므로, 정해진 중심거리에 맞추거나 두 기어의 미끄럼률과 강도 균형을 맞추는 데 활용해요. 기준 피치원 자체는 바뀌지 않고 이의 모양이 같은 인벌류트 곡선의 다른 부분을 쓰게 돼요.
주의할 점
재료과학의 전위(결정 격자의 선결함)와 한자어가 같을 뿐 전혀 다른 개념이에요. 전위기어의 전위(轉位)는 공구 위치를 옮긴다는 뜻이에요.